一种高温堆反应堆冷却剂装置的制作方法

本发明涉及高温气冷堆冷却，尤其涉及一种高温堆反应堆冷却剂装置。

背景技术：

1、高温气冷堆一回路装置主要包括反应堆压力容器、热气导管、主氦风机、蒸汽发生器等四大部件，目前设计的模块化高温气冷堆虽然设备集成度较高，但是也暴露出一些问题。比如主氦风机等部件安装在蒸汽发生器上方，当主氦风机损坏时，装置的氦气输出功率下降，无法满足冷却需求，主氦风机为了满足功率需求，体积较大，不利于主氦风机及其部件的检修，一回路缺少石墨粉尘有效的过滤装置，从而使得石墨粉尘对蒸汽发生器及其它工艺系统的运行产生潜在影响，流过堆芯的冷却剂流量分配不合理等问题，现有技术在使用氦气对堆芯降温时，氦气会从堆芯上下流下，然后向上流动，再向下流动，需要往复进行流动，流阻较大。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述的检修不便，损坏后氦气输送功率不足的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明目的是提供一种高温堆反应堆冷却剂装置。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高温堆反应堆冷却剂装置，包括反应堆机构，包括压力容器，设置于所述压力容器内的金属筒体，设置于所述金属筒体内的反应堆堆芯，设置于所述金属筒体内的冷氦腔室，设置于所述金属筒体内的热氦腔室以及设置于所述压力容器与金属筒体之间的隔热腔室；冷却机构，包括与金属筒体相连通的蒸汽发生器，设置于所述蒸汽发生器内的蒸发器内筒体，设置于所述蒸发器内筒体内的换热组件以及设置于蒸汽发生器与蒸发器内筒体之间的气流腔；管道机构，包括与所述隔热腔室相连通的冷段，与所述热氦腔室相连通的热段以及设置于所述热段中的过滤装置，其中，所述金属筒体顶部开设有若干大流量通孔，所述通孔与冷氦腔室及隔热腔室相连通。

5、作为本发明所述高温堆反应堆冷却剂装置的一种优选方案，其中：所述冷段包括与隔热腔室相连通的冷段管道以及设置于所述冷段管道上的氦气风机，所述冷段设置有四条，所述冷却机构设置有两个，每两个所述冷段与一个所述冷却机构相连通。

6、作为本发明所述高温堆反应堆冷却剂装置的一种优选方案，其中：所述氦气风机设置有两个，所述冷段管道远离冷氦腔室的一端与气流腔相连通，所述氦气风机设置于冷段管道靠近蒸汽发生器的一端，所述氦气风机与两条冷段管道相连通。

7、作为本发明所述高温堆反应堆冷却剂装置的一种优选方案，其中：所述氦气风机设置有四个，所述冷段管道远离冷氦腔室的一端与气流腔相连通，所述氦气风机设置于冷段管道靠近蒸汽发生器的一端，所述氦气风机与一条冷段管道相连通。

8、作为本发明所述高温堆反应堆冷却剂装置的一种优选方案，其中：所述热段包括与热氦腔室相连通的热段内管，套设于所述热段内管上的热段外管。

9、作为本发明所述高温堆反应堆冷却剂装置的一种优选方案，其中：所述热段内管与热段外管之间留有隔热内腔，所述隔热内腔与隔热腔室相连通，所述隔热内腔与隔热腔室内填充有氦气。

10、作为本发明所述高温堆反应堆冷却剂装置的一种优选方案，其中：所述压力容器顶部设有堆芯进料管，所述压力容器底部设有堆芯卸料管，所述堆芯卸料管穿过隔热腔室，所述堆芯卸料管周侧面开设有小流量通孔，所述通孔与隔热腔室相连通。

11、作为本发明所述高温堆反应堆冷却剂装置的一种优选方案，其中：所述蒸发器内筒顶部设有进气管道，所述热段与进气管道相连通，所述蒸汽发生器底部设有供水管道，所述供水管道与换热组件相连通。

12、作为本发明所述高温堆反应堆冷却剂装置的一种优选方案，其中：所述热段外管外壁包覆有绝热保温层，所述过滤装置的网孔直径不大于一微米。

13、作为本发明所述高温堆反应堆冷却剂装置的一种优选方案，其中：所述反应堆堆芯由球形燃料元件自然堆积而成，所述反应堆堆芯呈现圆柱体形状，所述金属筒体位于压力容器内部，包围反应堆堆芯，所述隔热腔室为金属筒体与压力容器之间的环形空间构成。

14、本发明的有益效果：本发明通过设置两个回路，每个回路都有冷段、热段和蒸汽发生器，冷却剂流进和流出堆芯时，其流量的分布更加均匀，同时双回路降低了单个蒸汽发生器的整体尺寸，同时设置2台或4台氦气风机不仅减小了单个主设备尺寸，增加了风机的冗余性，提高了单一设备故障下运行的灵活性，并且风机与蒸汽发生器分开设计便于设备检修和维护，在热氦气导管上增加了过滤装置，可以有效的从源头上过滤石墨粉尘，降低石墨粉尘对蒸汽发生器和其它工艺系统运行的影响，氦气在本装置内只需一次从上至下的流动即可，减少流阻。

技术特征：

1.一种高温堆反应堆冷却剂装置，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的高温堆反应堆冷却剂装置，其特征在于：所述冷段(301)包括与冷氦腔室(104)相连通的冷段(301)管道以及设置于所述冷段(301)管道上的氦气风机(301b)，所述冷段(301)设置有四条，所述冷却机构(200)设置有两个，每两个所述冷段(301)与一个所述冷却机构(200)相连通。

3.如权利要求2所述的高温堆反应堆冷却剂装置，其特征在于：所述氦气风机(301b)设置有两个，所述冷段(301)管道远离冷氦腔室(104)的一端与气流腔(206)相连通，所述氦气风机(301b)设置于冷段(301)管道靠近蒸汽发生器(201)的一端，所述氦气风机(301b)与两条冷段(301)管道相连通。

4.如权利要求2所述的高温堆反应堆冷却剂装置，其特征在于：所述氦气风机(301b)设置有四个，所述冷段(301)管道远离冷氦腔室(104)的一端与气流腔(206)相连通，所述氦气风机(301b)设置于冷段(301)管道靠近蒸汽发生器(201)的一端，所述氦气风机(301b)与一条冷段(301)管道相连通。

5.如权利要求3或4所述的高温堆反应堆冷却剂装置，其特征在于：所述热段(302)包括与热氦腔室(105)相连通的热段(302)内管，套设于所述热段(302)内管上的热段(302)外管。

6.如权利要求5所述的高温堆反应堆冷却剂装置，其特征在于：所述热段(302)内管与热段(302)外管之间留有隔热内腔(302c)，所述隔热内腔(302c)与隔热腔室(108)相连通，所述隔热内腔(302c)与隔热腔室(108)内填充有氦气。

7.如权利要求6所述的高温堆反应堆冷却剂装置，其特征在于：所述压力容器(101)顶部设有堆芯进料管(106)，所述压力容器(101)底部设有堆芯卸料管(107)，所述堆芯卸料管(107)穿过隔热腔室(108)，所述堆芯卸料管(107)周侧面开设有小流量通孔，所述小流量通孔与隔热腔室(108)相连通。

8.如权利要求7所述的高温堆反应堆冷却剂装置，其特征在于：所述蒸发器内筒顶部设有进气管道(205)，所述热段(302)与进气管道(205)相连通，所述蒸汽发生器(201)底部设有供水管道(204)，所述供水管道(204)与换热组件(203)相连通。

9.如权利要求8所述的高温堆反应堆冷却剂装置，其特征在于：所述热段(302)外管外壁包覆有绝热保温层，所述过滤装置(303)的网孔直径不大于一微米。

10.如权利要求9所述的高温堆反应堆冷却剂装置，其特征在于：所述反应堆堆芯(103)由球形燃料元件自然堆积而成，所述反应堆堆芯(103)呈现圆柱体形状，所述金属筒体(102)位于压力容器(101)内部，包围反应堆堆芯(103)，所述隔热腔室(108)为金属筒体(102)与压力容器(101)之间的环形空间构成。

技术总结
本发明涉及高温气冷堆冷却技术领域，尤其是一种高温堆反应堆冷却剂装置，包括反应堆机构，包括压力容器，设置于压力容器内的金属筒体，设置于金属筒体内的反应堆堆芯；冷却机构，包括与金属筒体相连通的蒸汽发生器，设置于蒸汽发生器内的蒸发器内筒体，设置于蒸发器内筒体内的换热组件；管道机构，包括与隔热腔室相连通的冷段，与热氦腔室相连通的热段以及设置于热段中的过滤装置。本发明通过设置两个回路，每个回路都有冷段、热段和蒸汽发生器，冷却剂流进和流出堆芯时，其流量的分布更加均匀，降低了单个蒸汽发生器的整体尺寸，增加了风机的冗余性，氦气在本装置内只需一次从上至下的流动即可，减少流阻。

技术研发人员：许杰,汪景新,雷伟俊,孙惠敏,孟剑,刘平
受保护的技术使用者：中国华能集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/4